全國中小學科展

國中組

豆豆暈了?

植物的莖有向光性、根有向地性,其主要是受光線、地心引力的影響,使得其生長激素分佈不平均而影響其生長方向。本實驗利用自製的旋轉器來探討光線和旋轉對豆豆幼苗莖生長速率、生長方向之影響,及地心引力和旋轉對豆豆胚根生長速率、生長方向之影響。

三角形可變動的外西瓦線之共點問題

2001 年 Larry Hoehn 提出了 △ABC 的三個旁接三角形的西瓦線之共點性質,近年的相關研究都是探討邊上作正方形或矩形而構造三個旁接三角形。本研究不限於直角,創新探討角度一般化情形。考慮以 △ABC 頂點為旋轉中心,將三邊分別旋轉實數 φ 後,構造出可變動的三個旁接三角形。我們發現可變動的三條外中線交於一點、三條外高交於一點、三條外中垂線交於一點。我們先探討前述三個動點的軌跡,發現著名的 Kiepert 雙曲線,本研究為 Kiepert 雙曲線的新構造法。接續研究任選兩點所構成的直線性質,有趣的是,外高交點與外中垂線交點連線恆通過重心;外高交點與外中線交點連線恆通過九點圓圓心,我們給出共線三點的有向距離比例常數。最後,再探討三個動點共線的充要條件。

你可以再瞄準一點─旋轉火箭

我們把尾翼黏成有偏折角度,想試試火箭會怎麼飛行。結果火箭如同我們預期一邊旋轉一邊飛行,但距離卻沒有變近。於是我們先做出最佳發射角度43〫。然後我們以43〫跟不同的打氣磅數作實驗發現:1.尾翼偏折角度在10〫~15〫會是旋轉最穩定且飛行距離最遠的角度。2.我們利用Tracker軟體來分析空氣火箭的飛行軌跡、及速度、加速度。3.我們再利用自製儀器測量空氣火箭在不同磅數時衝力有多大。4.我們利用電動打氣機與風速計測量空氣火箭在不同磅數時噴出空氣的時間與風速為多少。5.最後我們自製風洞、模擬空氣火箭在空氣中的旋轉狀態,利用超慢速錄影看見空氣是如何通過旋轉火箭,最後發現旋轉火箭就跟槍管膛線是一樣的功用。

三角形鋪砌挑戰費氏數列

本研究在探討A. Einstein所提出的三角形鋪砌凸多邊形問題:"分別用1,2,3,...,N個從1開始的整數邊正三角形鋪砌一凸多邊形。問:怎樣鋪砌所構成的凸多邊形面積為最大?"我們藉由觀察鋪砌正三角形的點、線、面關係發現以下幾點:一、鋪砌出的凸多邊形之頂點數(V)、邊數(E)、面數(F)具有V-E+F=1的性質,而當所鋪砌的圖形為一凹多邊形時,則其性質變成V-E+F=2。二、當N≥4時,最大面積凸多邊形必為五邊形。三、所鋪砌出的最大面積凸多邊形,其正三角形的邊長具有類似費氏數列的規律。 1,1,1,2,2,3,4,5,7,9,12,16,21,28,37,... 四、由黃金比例的探討發現,邊長數列雖也可繪製出類似鸚鵡螺曲線,但其曲線的半徑比卻無黃金比例的性質。五、後項與前項的比值趨近1.333,若用隔一項的比則會趨近於1.75。用最大正三角形的邊長與高的比則趨近1.539。

色素大不銅—光合色素光譜分析與探討

此實驗利用自製的分光光度計與光譜儀探討6種不同校園植物光合色素差異,包含陰性植物的紫色酢醬草、紫背萬年青,陽性植物的金露花、日日櫻、變葉木,與家裡常見的可食用景天酸代謝植物蘆薈。 一、由光譜儀可知: (一)紫色酢醬草與日日櫻均可吸收較多570nm左右的紅光。 (二)陽性植物吸收紅光的能力較強,光合色素濃度較高。 二、由光電比色計可知:陽性植物色素純光解快,陰性植物自然分解快。 三、由色層分析實驗可知:蘆薈僅有少量的色素;同為陰性植物的紫色酢醬草的葉黃素含量非常高,而紫背萬年青的葉黃素反而少;花青素不會隨著展開液移動 四、由銅葉綠素實驗可知:銅葉綠素在460nm~500nm處吸收較少的光,可做為銅葉綠素與光合色素的區分方式。

物體在液中之運動探討終端速度可能嗎?

在運動學中經常看到物體在水中的運動,總是忽略阻力;不然就當成理想情形打算。但是,加上阻力小球將如何運動?物體在液體中終端速度究竟有多大?以下就是我們的研究。

愛因斯坦密碼

在顯微鏡底下,我們設計不同的微型化學反應裝置,嘗試探討各項變因(溫度、濃度、聲波…等)隊反應的影響。我們以成功地將實驗藥品用量減少到一滴(約0.04ml),以微觀的角度觀察化學反應的過程,發現反應進行時,粒子會不斷流動,經查證後為愛因斯坦所提出的布朗運動,且測得硫顆粒的直徑大小約4.2~6.7微米。由於想了解微小粒子分子間運動速率大小,於是利用簡單的運動原理V=△X/t=X2-X1/t2-t1計算出硫粒子的移動速率,並探討布朗運動的相關問題。不同濃度及聲波所造成硫粒子的移動速率不同,在不同溫度的部份,我們發現:硫粒子移動速率大約和√T(絕對溫度)成正比。不同溶劑所造成硫粒子的移動速率不同,酒精比率愈高,硫粒子的移動速率愈慢,氯化鈉比例愈高,硫粒子的移動速率愈快,我們也利用流動型實驗裝置插入銅線測量其聲波。並藉由銅線傳入液中,此比藉由空氣將聲波傳入液中的效能大約3倍左右。本實驗成功地將顯微鏡應用在微粒子分子熱運動領域上,並計算出布朗運動速率的大小約8.9(μm/s)至220(μm/s)之間,也經由實驗驗證了愛因斯坦所提出的布朗運動理論,本實驗可達到污染少、觀察實驗的時間短、用量少的目標。此實驗是邁向微觀運動世界,一種值得嘗試且創新的方法。

「食.石」-石煮火鍋石材選用之探討

石頭火鍋為阿美族的傳統美食,石頭火鍋的烹煮方式稱為石煮法,石煮法顧名思義是將石頭加熱後置入水中加熱,為阿美族人的生活智慧,因為有這種熟食方式,讓阿美族人出門在外無須攜帶任何餐食,只要找到烹煮材料,便可以就地炊事,是十分重要的傳統文化。 本研究試用了九種不同種類的岩石進行實驗,分別是蛇紋岩、花崗岩、石英岩、安山岩、片岩、玄武岩、大理岩、白雲母片岩及板岩,再以溫度、TDS、PH和加熱後變化等方面來比較這些石材,針對各種實驗的結果,進行分析及探討,並找尋出哪一種石材最適合加熱石頭火鍋。經過分析及整理,蛇紋岩的加熱速度,溫續、水質、碎裂情形等,大部分優於其他岩石,是九種岩石中,最適合用來烹煮石頭火鍋的石材。

看不見的魔力─電場磁場對植物的影響

隨著科技的日新月異,人們使用電器情況也十分普遍,但有些電器用品會放出一種無形的電磁波,那對人體是否有極大的傷害呢?而地球本身是個大磁場,是否也會對人體也會有影響?於是想利用植物,以電場及磁場對植物之影響作個研究。

微電腦安全警衛系統

「安全警衛系統」我相信大家都了解它的意思,簡單的說,就是綜合了防盜、防火等具有警示作用的系統,在發生狀況後能夠警告主人迅速避開或對情況採取對策以減少損失或維護生命安全,這不但是一般系統所共有的功能,亦是最基本而有效的功能,但是在一個現代化的社會中似乎已不符使用,因為大家多半都忙於工作等等,家裹時常都沒有人在,因此光是發出警報也沒有什麼用,所以便設計製作了這套安全警衛系統。